بررسي ويژگي هاي درزگيرهاي شيشه - سراميك متعلق به سيستم BaO-B2O3-SiO2 مورد كاربرد در پيل هاي سوختي اكسيد جامد

Characterization of BaO-SiO2-B2O3 based glass-ceramics as sealants for solid oxide fuel cells

در اين پژوهش قابليت استفاده از شيشه هاي متعلق به سه مثلث تركيبي متفاوت از سيستم BaO-B2O3-SiO2 با نسبت مولي B2O3/SiO2 ثابت و فواصل نسبت مولي يكسان BaO/SiO2 در پيل هاي سوختي اكسيد جامد، مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج DTA نشانگر تبلور شيشه-ها در فاصله دمايي C° 950-800 بود. آناليز پراش اشعه X نشان داد كه فاز اصلي متبلور در تركيبات Ba32 و Ba37، BaSi2O5 بود. تركيب Ba37 نيز در نهايت به صورت فاز Ba2Si3O8 متبلور گرديد. بررسي همزمان رفتار زينتر و تبلور به كمك ميكروسكوپ حرارتي نشان داد كه برخلاف تركيبات ديگر، تركيب Ba37 بعد از اتمام زينتر، متبلور مي شود. همه شيشه ها، آلياژ AISI430 را در دماهاي بالاتر از C° 1000 تر كردند. تاخير در تبلور و ساختار بازتر تركيب Ba37 منجر به تغيير فرم آن در دماهاي پايين تر شد.

In the present study, glasses from the three different compositional triangles in BaO-B2O3-SiO2 system with fixed B2O3/SiO2 ratio and different BaO/SiO2 molar ratios (designated as Ba32, Ba37 and Ba42) were prepared and suitability of them as sealant in solid oxide fuel cells were investigated. Glasses crystallized in 800-950 oC. X-ray diffraction analysis revealed that in samples Ba32 and Ba37 BaSi2O5 phase were crystallized. In contrast, the dominant phase in sample Ba42 was Ba2Si3O8. Sintering, wetting and crystallization behavior of the glasses were studied using hot-stage microscopy and differential thermal analyses, respectively. Delay in the crystallization accompanied by depolymerization of the structure led to deformation at lower temperatures and greater wettability on the steel for Ba37 glass. All the glasses wetted AISI430 alloy at temperatures higher than 1000 oC.